Porturi pe canalele Dunare – Marea Neagra si Poarta Alba – Midia, Navodari

In luna mai 2020 s-au implinit 36 ani de la darea in folosinta a canalului Dunare – Marea Neagra, cea mai mare investitie a Romaniei, care a fost continuata cu canalul Poarta Alba – Midia, Navodari. Pentru aducerea aminte a acestor obiective de investitii, prezentam mai jos porturile realizate pe aceste canale.

Este de notat ca articolul de fata foloseste date, desene si denumiri conform proiectului de executie. Conform acestuia, kilometrajul de-a lungul canalelor isi avea originea la ecluza Cernavoda. De asemenea, denumirea unuia dintre porturile canalului Dunare – Marea Neagra era Basarabi. La ora actuala, Administratia Canalelor Navigabile foloseste kilometrajul de-a lungul celor doua canale cu originea la Marea Neagra, iar denumirea portului Basarabi a fost schimbata in Murfatlar.

Canalul Dunare – Marea Neagra are o lungime de 64,4 km si asigura legatura directa intre fluviul Dunare la Cernavoda si portul Constanta Sud-Agigea, scurtand distanta de transport cu cca 400 km. Canalul este delimitat de doua ecluze, una la Cernavoda (la confluenta cu Dunarea) si cealalta la Agigea (la confluenta cu Marea Neagra).

Pe acest canal au fost amplasate urmatoarele porturi:

1. Portul Cernavoda, amplasat pe malul drept al Dunarii, la km 300 al acesteia;
2. Portul Medgidia, amplasat la km 27+700 al canalului;
3. Portul Basarabi, amplasat la km 39+500 al canalului.

Canalul Poarta Alba – Midia, Navodari constituie ramura nordica a canalului principal Dunare – Marea Neagra, el realizand accesul la portul maritim Midia si la portul Luminita in lacul Tasaul. El are originea in canalul Dunare – Marea Neagra la km 36+500, in zona localitatii Poarta Alba si punctele terminus la portul Midia si lacul Tasaul. Acest canal are lungimea de 26,60 km pana la portul Midia si 31,2 km pana la portul Luminita. Canalul are doua ecluze: la Ovidiu si la Navodari.

Traficul de marfuri pe acest canal este concentrat in zona Ovidiu si in lacul Tasaul, unde s-au realizat urmatoarele porturi:

1. Portul Ovidiu, amplasat pe malul drept, la km 16+500;
2. Portul Luminita, amplasat in lacul Tasaul, la km 31+200.

PORTURILE CANALULUI DUNARE – MAREA NEAGRA

Necesitatea si functionalitatea porturilor

Pentru canalul Dunare – Marea Neagra, convoiul de calcul este alcatuit din sase barje de cate 3.000 tone fiecare plus un impingator.

Analiza traficului pe acest canal a determinat doua categorii principale de trafic: trafic de tranzit si trafic pe relatii locale pe lungimea canalului. Analiza detaliata a traficului local a condus la concluzia ca acesta este concentrat in zona a trei localitati, si anume: Cernavoda, Medgidia si Basarabi.

Amplasarea si modul de dimensionare a acestor porturi au avut in vedere atat derularea de trafic, cat si asigurarea unor acvatorii pentu adapostirea navelor pe timp nefavorabil si a functiunii de iernatic. In acelasi timp, in cazul portului Basarabi, s-au creat capacitati de intretinere si reparatii ale flotei pe canal.

Porturile au trebuit sa indeplineasca o serie de conditii de navigatie, de exploatare si de executie:

• Conditiile de navigatie au impus crearea unui acces comod si fara pericol in port, asigurarea celor mai bune conditii de manevrabilitate si stationare a navelor in bazin si la cheiuri. Acestea impun in primul rand asigurarea unor adancimi suficiente si stabile, asigurarea scurgerii sloiurilor si evitarea amplasarii porturilor in aval de punctele de confluenta cu alte rauri sau torenti.
• Cerintele de exploatare au impus ca amplasamentul ales sa asigure o folosire cat mai comoda si un timp minim de stationare a navelor. S-a tinut seama de vecinatatile portului in vederea corelarii dezvoltarii si sistematizarii lor, inclusiv a acceselor rutiere si de cale ferata.
• Cerintele de executie au impus ca amplasamentul stabilit sa asigure o tehnologie si o organizare a lucrarilor de constrire a portului cat mai usoare si economice. In acest sens, s-au avut in vedere conditiile topografice si geologice in scopul reducerii volumului de terasamente, respectiv a lucrarilor de infrastructura, precum si posibilitatile de procurare din zona a principalelor materiale de constructie.

Pentru dispozitia generala a porturilor s-au analizat doua variante posibile:

• porturi dispuse cu fronturile de operatiuni de-a lungul malului;
• porturi dezvoltate in bazin.

Din analiza comparativa a celor doua variante s-a adoptat varianta de port amenajat in interiorul unui bazin independent, solutie care prezinta avantajele unei grupari mai bune a elementelor portului, o organizare mai economica si mai rationala a exploatarii, o protectie mai buna contra curentilor si a gheturilor (un acvatoriu linistit si adapostit, bun pentru iernatic), precum si o executie mai facila a cheiurilor (uneori la uscat, inainte de dragarea bazinului).

Stabilirea dimensiunilor generale ale porturilor

La dimensionarea porturilor s-au avut in vedere o serie de elemente de baza ca: traficul de calcul, nava (convoiul) de calcul, conditiile locale de amplasament etc. Acestea au condus la determinarea numarului de dane, a suprafetei acvatoriului portuar, a utilajelor de cheu pentru manipularea marfurilor, la dimensionarea radei portului si a fronturilor de asteptare a convoaielor, precum si la stabilirea solutiilor constructive pentru cheiurile operative si a dotarilor pe platformele portuare.

Portul Cernavoda este amplasat pe malul drept al Dunarii in bieful 1 al canalului, iar porturile Medgidia si Basarabi sunt amplasate in bieful 2 al canalului.

Din punct de vedere al nivelului apelor pentru care s-a stabilit inaltimea cheiurilor, se intalnesc doua categorii si anume:

• Portul Cernavoda:

Variatia nivelului Dunarii in aceasta zona este intre +2,90 m si 12,50 m rM.B, ajungand la nivelul maxim de +14,50 m rMB in ipoteza bararii Dunarii la Macin, ipoteza avuta in vedere la proiectare. Ca urmare, inaltimea cheiului in acest port este de 18,00 m (intre -1,50 m si +16,50 m rMB).

• Porturile Medgidia si Basarabi:

In aceste porturi, nivelul normal al apei este de +7,50 m rMB, iar variatia nivelului apei este de -1,50 m si +1,00 m, rezultand o inaltime a cheiului de 10,50 m (intre +0,50 m si 11,00 m rMB).

Din studiul de trafic efectuat la data proiectarii au fost avute in vedere date in doua etape: pentru anul 1985 (etapa I) si in perspectiva (etapa finala). Datele sunt prezentate in Tabelul 1.

In afara acestui trafic, in portul Basarabi s-a prevazut amanajarea unei rampe pentru reparatia navelor.

Studii, cercetari si incercari pe model

In scopul aprofundarii cat mai exacte a caracteristicilor amplasamentului lucrarilor, precum si pentru verificarea solutiilor adoptate, s-a efectuat un mare volum de studii si cercetari de teren, insotite de experimentari in laborator.

In functie de specificul investigatiilor, acestea s-au impartit in urmatoarele grupe:

• caracterizarea geologica a zonei;
• stratificatia litologica a terenului;
• principalele caracteristici fizico-mecanice ale stratelor intalnite;
• regimul apelor subterane si agresivitatea acestora asupra materialelor de constructii;
• indicatii privind stabilitatea generala a terenului si a malurilor in zona amplasamentului constructiilor de acostare si capacitatea portanta a terenului de fundare.

Studii geotehnice

1. La portul Cernavoda, zona cercetata este amplasata in lunca Dunarii, pe malul drept, fiind alcatuita din depuneri aluvionare detritice. Acest complex este reprezentat de nisipuri fine-grosiere, cu zone de pietris marunt, cu grad de indesare variat, cu zone refulante, care la vibratii seismice se pot lichefia si pot da nastere la subpresiuni si refulari.
2. La portul Medgidia, stratificatia litologica prezinta urmatoarele straturi mai importante:

• umpluturi si depuneri recente pe adancimi pana la 3,00 m;
• argile prafoase, plastic compacte cu grosimi de 4-5 m, deasupra carora reazema un complex loessoid;
• complexul nisipos cu intercalatii de argile si prafuri argiloase;
• fundamentul de baza este alcatuit din calcare degradate sau argile rosii-verzui de consistenta ridicata.

3. La portul Basarabi, terenul de fundare este alcatuit din trei complexe mai importante:

• argile prafoase, plastic consistente cu o inaltime de 6-7 m, avand c = 1t/mp si α = 22°;
• pietris si pietris nisipos de calcar si creta in masa de argila, cu o grosime de cca 7 m, caracterizat prin α = 18° si coeziune nula;
• fundamentul de baza este constituit din creta, strat in care studiul geotehnic recomanda fundarea cheiurilor.

Studii hidraulice si incercari pe model

Studiile hidraulice si incercarile pe model, efectuate la scara redusa pentru fiecare port, au avut drept scop sa verifice dispozitiile generale ale bazinelor portuare, determinarea calitativa a influentei constructiilor proiectate asupra curentilor din albie, a nivelurilor maxime si minime, a transportului solid si stabilitatii albiei in zona.

Studiile au analizat posibilitatile de acces al navelor in bazinele portuare si la cheiurile de acostare, si de manevra a lor in diferite ipoteze.

De asemenea, s-au analizat solutiile propuse pentru gurile de acces in bazine si molurile aferente, precum si influenta descarcarilor de debite de viitura in canal in amonte de bazinul portuar.

Incercari de proba pe infrastructuri

Pentru cunoasterea cat mai exacta a capacitatilor portante ale elementelor de infrastructura stabilite la fundarea cheiurilor si pentru determinarea posibilitatilor reale de realizare a lor, s-au efectuat urmatoarele incercari de proba:

1. La portul Cernavoda, s-au efectuat incercari de proba la sarcini verticale si orizontale pe doua coloane forate cu diametrul de 1,50 m si introducerea in teren a patru coloane vibrate cu diametrul de 2,00 m: doua cu tubaj din beton armat si doua cu tubaj metalic.
2. La portul Medgidia, incercarile de proba pentru determinarea capacitatilor portante s-au efectuat pentru 4 piloti din beton armat prefabricat 0,4 m x 0,4 m x 18,00 m si pentru doua coloane forate cu diametrul de 1,10 m. Incercarile s-au efectuat la forte verticale si orizontale.
3. La portul Basarabi, s-au efectuat probe pe piloti prefabricati din beton armat 0,4 m x 0,4 m x 16,00 m si s-a realizat o incinta experimentala din patru panouri executate cu instalatia Kelly: doua monolite si doua cu elemente prefabricate, pereti ce ulterior au fost dezveliti si investigati.

Solutiile adoptate pentru cheiuri au fost diversificate, in urma analizarii tuturor factorilor cu implicatii determinante, si anume: solicitarile exterioare, variatia nivelului apei, modul de exploatare, natura terenului de fundare, dotarea constructorului cu utilaje etc.

Forte si incarcari de calcul luate in considerare

La calculul cheiurilor de acostare si operatiuni de pe canalul Dunare – Marea Neagra s-au avut in vedere forte si incarcari a caror valoare a fost stabilita pe baza de calcule sau in concordanta cu prevederile normativelor si standarelor de specialitate in vigoare.

Astfel, s-au luat in considerare urmatoarele forte si incarcari, cu gruparile corespunzatoare:

1. Gruparea A (fundamentala):

• greutatea proprie;
• incarcarile permanente care, in mod direct sau indirect, influenteaza constructia cheiului (instalatii, cladiri etc.);
• impingerea pamantului;
• suprapresiunea apei de infiltratii din spatele cheiului;
• actiunile incarcarilor utile normale de exploatare de pe platforma;
• actiunile incarcarilor utile normale transmise de macarale, convoaiele de cale ferata, instalatiile speciale de cheu mobile etc.

La stabilirea fortelor si incarcarilor din aceasta grupa s-au avut in vedere numai nivelele de apa cuprinse intre etiaj (nivel minim) si nivelul de calcul corespunzator categoriei de importanta a portului respectiv.

2. Gruparea B (suplimentara):

S-au luat in considerare aceleasi forte si incarcari ca la gruparea A (fundamentala), insa in masura in care au aparut posibil simultan, s-a tinut seama si de urmatorii factori si forte:

• nivele si viteze ale curentului fluviului si ale apei pe canal, corespunzatoare debitelor de verificare si celor minime cunoscute;
• vant cu o viteza mare, intre 0 – 100 km/ora, corespunzator gradului 11 pe scara Baufort (furtuna puternica);
• actiunea de antrenare a curentului si actiunea valurilor;
• actiunea navelor (impingerea statica a navei acostate, tractiunea la bolard, izbirea navei la acostare);
• actiunea ghetii;
• influenta variatiilor de temperatura;
• contractia si curgerea lenta a betonului;
• incarcari din transportul, executia si montajul elementelor de constructii.

3. Gruparea C (extraordinara):

S-au avut in vedere aceleasi incarcari ca la gruparea B (suplimentara), insa in masura in care a fost posibil simultan, s-au luat in considerare si urmatorii factori:

• variatia exceptionala de nivel datorata ruperii unui baraj de gheata sau aparitiei unor defectiuni la ecluze si statii de pompare;
• actiunea unor aglomerari exceptionale de sloiuri suprapuse (zapoare);
• actiunea ridicarii exceptionale a nivelului apelor subterane ca urmare a spargerii conductelor subterane de alimentare cu apa si canalizare sau defectarii sistemului de drenaj;
• afuieri exceptionale la baza cheiurilor datorate curentului de apa si apei agitate de elicea navelor;
• actiunea cutremurului (pentru zone cu grad de seismicitate mai mare de 7).

(Va urma)

Autori:

ing. Ionel BELI – SC BETA-COPS SRL
ing. Sergiu ARONEANU

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 172 – august 2020, pag. 60